DE102021119168A1 - Drive battery for a motor vehicle and motor vehicle with such a drive battery - Google Patents

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Abstract

Erfindungsgemäß hat eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug ein Antriebsbatteriegehäuse, das eine Deckelwand und eine Bodenwand aufweist. In dem Antriebsbatteriegehäuse sind eine Batteriezellenlage mit einer Vielzahl von vertikal und nebeneinander angeordneten Batteriezellen und eine Abstützlage, die auch Entgasungslage, Abstandslage oder Deformationslage genannt werden kann, angeordnet. Die Batteriezellenlage ist mittels einer oberen Klebstofflage mit der Deckelwand und mittels einer unteren Klebstofflage mit der Abstützlage, insbesondere großflächig, d.h. über ihre gesamte Oberfläche, verklebt. Die Abstützlage ist ferner mittels einer weiteren Klebstofflage mit der Bodenwand verklebt.According to the invention, a drive battery for a motor vehicle has a drive battery housing which has a top wall and a bottom wall. A battery cell layer with a multiplicity of battery cells arranged vertically and next to one another and a support layer, which can also be referred to as a degassing layer, spacing layer or deformation layer, are arranged in the drive battery housing. The battery cell layer is bonded to the cover wall by means of an upper layer of adhesive and to the support layer by means of a lower layer of adhesive, in particular over a large area, i.e. over its entire surface. The support layer is also bonded to the bottom wall by means of another layer of adhesive.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsbatteriegehäuse.The present invention relates to a drive battery for a motor vehicle with a drive battery housing.

Ein Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb hat üblicherweise eine Antriebsbatterie, die ein Antriebsbatteriegehäuse aufweist, in dem mehrere Batteriemodule mit Batteriezellen, eine Elektrik/Elektronik und eine Kühleinrichtung montiert sind. Das Antriebsbatteriegehäuse ist wiederum unterhalb einer Bodenbaugruppe an einer Fahrzeugkarosserie montiert. Das bekannte Antriebsbatteriegehäuse besteht beispielsweise aus Aluminium und weist seitliche Träger, einen Deckel und einen Boden auf. Die seitlichen Träger sind beispielsweise als Strangpressprofile oder Gussteile ausgeführt. Gegebenenfalls sind noch weitere Längsträger und Querträger in dem Batteriegehäuse vorgesehen, um der Antriebsbatterie eine gewisse Steifigkeit und Kollisionswiderstandsfähigkeit zu verleihen.A motor vehicle with an electric drive usually has a drive battery, which has a drive battery housing in which a number of battery modules with battery cells, electrics/electronics and a cooling device are installed. The traction battery housing is in turn mounted below a floor assembly on a vehicle body. The well-known drive battery housing is made of aluminum, for example, and has side supports, a cover and a base. The side supports are designed, for example, as extruded profiles or cast parts. If necessary, further longitudinal members and cross members are also provided in the battery housing in order to give the drive battery a certain degree of rigidity and resistance to collisions.

Wie in der DE 10 2017 223 407 A1 gezeigt ist, hat ein bekanntes Antriebsbatteriegehäuse Längsträger und mehrere Querträger, die zwischen den Längsträgern verlaufen. Ferner hat das Antriebsbatteriegehäuse eine obere Wand und eine untere Wand, die jeweils zumindest mit einer äußeren Trägerstruktur, also den äußeren Längsträgern und den äußeren Querträgern, verbunden sind. Die Längsträger und auch die Querträger sind aus Strangpressprofilen ausgebildet. Das Antriebsbatteriegehäuse ist unterhalb eines Karosseriebodens montiert.Like in the DE 10 2017 223 407 A1 As shown, a known traction battery case has side members and a plurality of cross members extending between the side members. Furthermore, the drive battery housing has an upper wall and a lower wall, which are each connected to at least one outer support structure, ie the outer longitudinal members and the outer cross members. The longitudinal beams and also the cross beams are made from extruded profiles. The traction battery case is mounted below a body floor.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Antriebsbatterie bzw. ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebsbatterie zu schaffen, wobei die Antriebsbatterie je Bauraum eine höhere Leistungsdichte und gleichzeitig eine größere Steifigkeit sowie Festigkeit aufweist.It is the object of the present invention to create a drive battery or a motor vehicle with such a drive battery, the drive battery having a higher power density per installation space and at the same time greater rigidity and strength.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsbatterie bzw. ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Antriebsbatterie gelöst, die bzw. das die Merkmale von Patentanspruch 1 bzw. 12 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.This object is achieved by a drive battery or a motor vehicle with such a drive battery, which has the features of patent claims 1 and 12, respectively. Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent patent claims.

Erfindungsgemäß hat die Antriebsbatterie für ein Kraftfahrzeug ein Antriebsbatteriegehäuse, das eine Deckelwand und eine Bodenwand aufweist. In dem Antriebsbatteriegehäuse sind eine Batteriezellenlage mit einer Vielzahl von vertikal und nebeneinander angeordneten Batteriezellen und eine Abstützlage, die auch Entgasungslage, Abstandslage oder Deformationslage genannt werden kann, angeordnet. Die Batteriezellenlage ist mittels einer oberen Klebstofflage mit der Deckelwand und mittels einer unteren Klebstofflage mit der Abstützlage, insbesondere großflächig, d.h. über ihre gesamte Oberfläche, verklebt. Die Abstützlage ist ferner mittels einer weiteren Klebstofflage mit der Bodenwand verklebt.According to the invention, the drive battery for a motor vehicle has a drive battery housing which has a top wall and a bottom wall. A battery cell layer with a multiplicity of battery cells arranged vertically and next to one another and a support layer, which can also be referred to as a degassing layer, spacing layer or deformation layer, are arranged in the drive battery housing. The battery cell layer is bonded to the cover wall by means of an upper layer of adhesive and to the support layer by means of a lower layer of adhesive, in particular over a large area, i.e. over its entire surface. The support layer is also bonded to the bottom wall by means of another layer of adhesive.

Hierdurch ist eine in Höhenrichtung, d.h. in Z-Richtung im Fahrzeugkoordinatensystem, sehr kompakte und bauraumsparende Antriebsbatterie geschaffen. Im Verhältnis zur Gesamthöhe der Antriebsbatterie können die Batteriezellen relativ hoch ausgeführt werden, wodurch eine Speicherkapazität der Antriebsbatterie erhöht ist. Durch das sandwichartige Verkleben der Deckelwand, Batteriezellenlage, der Abstützlage und der Bodenwand miteinander hat die Antriebsbatterie insgesamt eine hohe Torsions- und Biegesteifigkeit, so dass keine weitere Trägerkonstruktion innerhalb der Antriebsbatterie erforderlich ist. Alle Lagen der Antriebsbatterie tragen zu einer Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie bei. Die Antriebsbatterie ist derart zum Einbau in das Kraftfahrzeug ausgebildet, dass die Deckelwand oben und die Bodenwand unten ausgebildet ist. Die Bodenwand bildet damit im Einbauzustand bevorzugt einen Unterboden des Kraftfahrzeugs aus.This creates a drive battery that is very compact and space-saving in the height direction, i.e. in the Z direction in the vehicle coordinate system. In relation to the overall height of the drive battery, the battery cells can be designed to be relatively high, as a result of which the storage capacity of the drive battery is increased. By gluing the top wall, battery cell layer, the support layer and the bottom wall together in a sandwich-like manner, the drive battery has high torsional and flexural rigidity overall, so that no further support structure is required within the drive battery. All layers of the drive battery contribute to the rigidity and strength of the drive battery. The drive battery is designed for installation in the motor vehicle in such a way that the cover wall is at the top and the bottom wall is at the bottom. In the installed state, the floor wall thus preferably forms an underbody of the motor vehicle.

Die Abstützlage hat die Funktion einer Abstandslage, so dass zwischen der Batteriezellenlage und der Bodenwand ein bestimmter Abstand besteht, so dass bei einer Pollerüberfahrt oder dergleichen, d.h. bei einer Kollision von unten, hinreichender Deformationsraum zur Verfügung steht. Hierfür ist die Abstützlage ausgelegt, Kollisionsenergie durch Deformation hinreichend abzubauen. Durch das Verkleben der Abstützlage trägt diese trotz ihrer Deformationsfähigkeit zu einer Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie bei.The support layer has the function of a spacer layer, so that there is a certain distance between the battery cell layer and the bottom wall, so that sufficient deformation space is available when driving over a bollard or the like, i.e. in the event of a collision from below. For this purpose, the support layer is designed to sufficiently dissipate collision energy through deformation. By gluing the support layer, it contributes to the rigidity and strength of the drive battery despite its deformability.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Batteriezellenlage aus einer Vielzahl von Batteriezellen ausgebildet, wobei jede Batteriezelle aus einem Batteriezellengehäuse und einem Zellwickel besteht, der in dem Batteriezellengehäuse aufgenommen ist. Eine obere Stirnseite der Batteriezellengehäuse ist jeweils mit der Deckelwand verklebt und eine untere Stirnseite der Batteriezellengehäuse ist jeweils mit der Abstützlage verklebt.According to a further development, the battery cell layer is formed from a large number of battery cells, each battery cell consisting of a battery cell housing and a cell winding which is accommodated in the battery cell housing. An upper face of the battery cell housing is in each case glued to the cover wall and a lower face of the battery cell housing is in each case glued to the support layer.

Die Vielzahl von Batteriezellengehäuse bilden somit eine Mehrkammerstruktur, die ähnlich einer wabenartigen Struktur ist und die eine Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit durch die Verbklebung mit den anderen Lagen der Antriebsbatterie erheblich erhöhen.The multiplicity of battery cell housings thus form a multi-chamber structure which is similar to a honeycomb structure and which significantly increases flexural rigidity and torsional rigidity by being bonded to the other layers of the drive battery.

Die Batteriezellengehäuse sind dünnwandig und aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl ausgebildet.The battery cell housings are thin-walled and made of metal, such as aluminum or steel.

Benachbarte Batteriezellengehäuse können untereinander an der Mantelfläche miteinander verklebt sein.Adjacent battery cell housings can be glued to one another on the lateral surface.

Die Batteriezelle kann eine sogenannte Rundzelle, d.h. kreiszylindrisch, oder auch eine sogenannte prismatische Zelle, d.h. im Wesentlichen quaderförmig, sein.The battery cell can be a so-called round cell, i.e. circular-cylindrical, or a so-called prismatic cell, i.e. essentially cuboid.

Alternativ zu der Ausführungsform mit voneinander getrennten Batteriezellengehäusen kann die Batteriezellenlage auch aus einer integral ausgebildeten Mehrkammerstruktur - die quer, insbesondere senkrecht, zur Ebene der Deckelwand bzw. der Bodenwand verläuft - mit einer Vielzahl von vertikalen Kammern ausgebildet sein, in denen jeweils ein Zellwickel oder auch mehrere Zellwickel aufgenommen sind. Eine obere Stirnseite der Mehrkammerstruktur ist hierbei mit der Deckelwand verklebt und eine untere Stirnseite der Mehrkammerstruktur ist mit der Abstützlage verklebt. Die Mehrkammerstruktur kann beispielsweise durch Strangpressen hergestellt sein. Die einzelnen Kammern können einen quadratischen oder anderen vieleckigen Querschnitt, beispielsweise ähnlich Bienenwaben, aufweisen.As an alternative to the embodiment with separate battery cell housings, the battery cell layer can also consist of an integrally designed multi-chamber structure - which runs transversely, in particular perpendicularly, to the plane of the top wall or bottom wall - with a large number of vertical chambers, each containing a cell coil or several cell wraps are recorded. An upper face of the multi-chamber structure is glued to the cover wall and a lower face of the multi-chamber structure is glued to the support layer. The multi-chamber structure can be produced, for example, by extrusion. The individual chambers can have a square or other polygonal cross-section, for example similar to honeycombs.

Die integral ausgebildete Mehrkammerstruktur kann der Antriebsbatterie eine noch größere Steifigkeit bei geringerem Gewicht verleihen. Ferner können hierdurch auf der gleichen Fläche eine größere Anzahl an Zellwickeln untergebracht werden.The integrally formed multi-chamber structure can give the drive battery even greater rigidity with less weight. Furthermore, a larger number of cell coils can be accommodated in the same area.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung hat die Antriebsbatterie ein Batteriezellenkontaktierungssystem, das in die obere Klebstofflage und/oder in die untere Klebstofflage eingebettet ist.According to a further development, the drive battery has a battery cell contacting system that is embedded in the upper adhesive layer and/or in the lower adhesive layer.

In der Klebstofflage ist das Batteriezellenkontaktierungssystem geschützt - beispielsweise vor Korrosion geschützt - untergebracht. Gleichzeitig kann hierdurch das Batteriezellenkontaktierungssystem zu der oben beschriebenen Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie beitragen.The battery cell contacting system is protected in the adhesive layer, for example protected against corrosion. At the same time, the battery cell contacting system can thereby contribute to the rigidity and strength of the drive battery described above.

Das Batteriezellenkontaktierungssystem ist bevorzugt mit beiden Kontaktierungspolen in die obere Klebstofflage eingebettet. Hierdurch ist das Batteriezellenkontaktierungssystem besonders gut geschützt unterbracht. Insbesondere ist es dabei bei Kollisionen der Bodenwand besser geschützt.The battery cell contacting system is preferably embedded with both contacting poles in the upper layer of adhesive. As a result, the battery cell contacting system is housed in a particularly well protected manner. In particular, it is better protected in the event of collisions with the bottom wall.

Weiterhin ist vorteilhaft in jeder Batteriezelle in der der Abstützlage zugewandten Seite eine Entgasungsöffnung ausgebildet.Furthermore, a degassing opening is advantageously formed in each battery cell on the side facing the support layer.

Somit sind die Entgasungsöffnungen der Batteriezellen nach unten hin ausgerichtet und nicht in Richtung der Deckelwand und damit einer Fahrgastzelle im Einbauzustand der Antriebsbatterie. Nach unten hin gibt es mehr Raum zum Ableiten der Gase und es kann besser verhindert werden, dass Gase in Richtung der Fahrgastzelle strömen.The degassing openings of the battery cells are thus aligned downwards and not in the direction of the cover wall and thus of a passenger compartment when the drive battery is installed. At the bottom there is more space for the gases to escape and it is easier to prevent gases from flowing towards the passenger compartment.

Im Fall, dass die Entgasungsöffnungen der Batteriezellen an deren Unterseite ausgebildet sind, also der Abstützlage zugewandt, ist in der Abstützlage bevorzugt jeweils im Bereich der Entgasungsöffnung eine Aussparung, d.h. ein Entgasungsraum bzw. Freiraum, vorgesehen. Benachbarte Aussparungen können geeignet durch Entgasungskanäle miteinander verbunden sein, so dass aus einer Batteriezelle entweichendes Gas leicht weitergeleitet werden kann und ausreichend Raum zur Verfügung hat.If the degassing openings of the battery cells are formed on their underside, i.e. facing the support layer, a recess, i.e. a degassing space or free space, is preferably provided in the support layer in the region of the degassing opening. Adjacent recesses can be suitably connected to one another by degassing channels, so that gas escaping from a battery cell can be easily passed on and sufficient space is available.

Die Abstützlage kann aus einem geschäumten Material, insbesondere einem geschäumten Kunststoff, beispielsweise geschäumten Polyurethan, ausgebildet sein.The support layer can be formed from a foamed material, in particular a foamed plastic, for example foamed polyurethane.

Ein geschäumtes Material ist leicht, kann aber bei vollflächiger Verklebung mit den benachbarten Lagen trotzdem hinreichend zur Steifigkeit und Festigkeit der Antriebsbatterie beitragen. Ferner kann das geschäumte Material sehr gut zum Abbau von Kollisionsenergie durch Verformung dienen.A foamed material is light, but can still make a sufficient contribution to the rigidity and strength of the drive battery if it is bonded to the adjacent layers over the entire surface. Furthermore, the foamed material can serve very well to reduce collision energy through deformation.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die Deckelwand als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage ausgebildet sein.According to a further development, the cover wall can be designed as a heat exchanger for temperature control of the battery cell layer.

Hierbei kann die Deckelwand auch als Temperierungsfläche für die Fahrgastzelle bei montierter Antriebsbatterie genutzt werden.The top wall can also be used as a temperature control surface for the passenger compartment when the drive battery is installed.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Abstützlage als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage ausgebildet.According to a preferred development, the support layer is designed as a heat exchanger for temperature control of the battery cell layer.

Ferner können alternativ oder zusätzlich zwischen den Batteriezellen Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sein. Die Wärmetauschvorrichtungen können an Mantelflächen, also nicht an den Stirnseiten, der Batteriezellen Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sein. Dies wird auch Zwischenzelltemperierung genannt.Furthermore, heat exchange devices can be provided alternatively or additionally between the battery cells. The heat exchange devices can be provided on lateral surfaces, ie not on the end faces, of the battery cells. This is also called intercell tempering.

Durch die Temperierung über die Mantelfläche kann eine höhere Temperierleistung verwirklicht werden, so dass die Antriebsbatterie schneller die gewünschte Soll-Arbeitstemperatur erreicht und bei erhöhter Leistungsentnahme entsprechend schnell gekühlt werden kann, so dass die Soll-Arbeitstemperatur nicht überschritten wird.A higher temperature control performance can be achieved by the temperature control via the lateral surface, so that the drive battery reaches the desired target working temperature more quickly and can be cooled correspondingly quickly with increased power consumption, so that the target working temperature is not exceeded.

Die Deckelwand und die Bodenwand sind bevorzugt über eine Flanschverbindung miteinander verbunden. Durch eine entsprechende Dichtung, beispielsweise an der Flanschverbindung, kann hierbei ein fluiddichtes Antriebsbatteriegehäuse ausgebildet sein. Hierfür können die Deckelwand und/oder die Bodenwand wannenförmig ausgebildet sein bzw. Bestandteil einer Wanne sein.The top wall and the bottom wall are preferably connected to one another via a flange connection. A fluid-tight drive battery housing can be formed by a corresponding seal, for example on the flange connection being. For this purpose, the top wall and/or the bottom wall can be designed in the form of a trough or can be part of a trough.

An einer Innenseite der Bodenwand kann eine Hitzeschutzlage, beispielsweise eine Glimmerplatte, angeordnet sein. Die Bodenwand kann mit der Hitzeschutzlage verklebt oder anderweitige integral mit der Hitzeschutzlage ausgebildet sein. Die Hitzeschutzlage ist wiederum bevorzugt mit der Abstützlage verklebt.A heat protection layer, for example a mica plate, can be arranged on an inner side of the bottom wall. The bottom wall can be glued to the heat protection layer or otherwise formed integrally with the heat protection layer. The heat protection layer is in turn preferably glued to the support layer.

Die Hitzeschutzlage dient als Hitzeschutz für die Bodenwand, insbesondere falls heiße Gase aus den Batteriezellen austreten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Bodenwand aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder faserverstärktem Kunststoff besteht. Ferner kann dies von Vorteil sein, wenn Entgasungsöffnungen der Batteriezellen an einer Unterseite, beispielsweise einer unteren Stirnseite, der Batteriezellen angeordnet sind.The heat protection layer serves as heat protection for the bottom wall, especially if hot gases escape from the battery cells. This is particularly advantageous when the bottom wall is made of aluminum, an aluminum alloy or fiber-reinforced plastic. Furthermore, this can be advantageous if degassing openings of the battery cells are arranged on an underside, for example a lower end face, of the battery cells.

Die Deckelwand und/oder die Bodenwand können aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl bestehen. Die Deckelwand und/oder die Bodenwand können aber auch aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, bestehen.The top wall and/or the bottom wall can be made of aluminum or an aluminum alloy or of steel. However, the cover wall and/or the base wall can also consist of a fiber-reinforced plastic, for example a carbon-fiber-reinforced plastic.

Die Deckelwand und/oder die Bodenwand können jeweils innenseitig mit einer Elektroisolationslage, beispielsweise in Form einer Beschichtung, versehen sein. Das ist dann von Vorteil, wenn eine elektrische Isolierung zur Deckelwand und/oder Bodenwand erforderlich ist und die Deckelwand und/oder Bodenwand elektrisch leitend sind.The top wall and/or the bottom wall can each be provided on the inside with an electrical insulation layer, for example in the form of a coating. This is advantageous when electrical insulation from the top wall and/or bottom wall is required and the top wall and/or bottom wall are electrically conductive.

Die obere, untere und/oder weitere Klebstofflage können aus wärmeleitendem Klebstoff bestehen, wenn ein verbesserter Wärmeaustausch zur Abführung oder Zuführung von Wärme zu den Batteriezellen erforderlich ist.The top, bottom, and/or additional adhesive layers may be thermally conductive adhesive when enhanced heat exchange is required to remove or supply heat to the battery cells.

Bevorzugt ist die Antriebsbatterie zur Montage an einer Bodengruppe einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Bodengruppe einen linken Längsträger und einen rechten Längsträger aufweist, wobei die Antriebsbatterie bzw. das Antriebsbatteriegehäuse von unten an der Bodengruppe montiert ist, und wobei die Deckelwand zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe ausbildet. Die Bodenwand bildet bevorzugt einen Unterboden des Kraftfahrzeugs.The drive battery is preferably designed for installation on an underbody of a body of the motor vehicle, with the underbody having a left-hand side member and a right-hand side member, with the drive battery or the drive battery housing being mounted on the underbody from below, and with the cover wall having at least one section Forms the bottom of the floor assembly. The floor wall preferably forms an underbody of the motor vehicle.

Die erfindungsgemäße Antriebsbatterie kann derart ausgeführt und mit der Bodengruppe verbunden sein, dass die Antriebsbatterie eine Karosseriesteifigkeit für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs erhöht und dass die Antriebsbatterie eine Karosseriefestigkeit für einen Kollisionslastfall des Kraftfahrzeugs erhöht.The drive battery according to the invention can be designed and connected to the underbody in such a way that the drive battery increases body rigidity for driving operation of the motor vehicle and that the drive battery increases body strength for a collision load case of the motor vehicle.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug oder ein Lastkraftfahrzeug, mit einer wie verstehen beschriebenen Antriebsbatterie.A further aspect of the present invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger vehicle or a truck, with a drive battery described as understood.

Das Kraftfahrzeug hat einen Elektroantrieb. Eine Karosserie des Kraftfahrzeugs weist eine Bodengruppe mit einem linken Längsträger und einem rechten Längsträger auf. Derartige Karosserielängsträger werden auch als Seitenschweller oder äußere, untere Längsträger bezeichnet. Die Antriebsbatterie weist ein Antriebsbatteriegehäuse auf, wobei die Antriebsbatterie bzw. das Antriebsbatteriegehäuse von unten an der Bodengruppe montiert ist. Die montierte Antriebsbatterie bzw. das montierte Antriebsbatteriegehäuse bildet zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe aus.The motor vehicle has an electric drive. A body of the motor vehicle has an underbody with a left side member and a right side member. Such longitudinal body members are also referred to as side skirts or outer, lower longitudinal members. The drive battery has a drive battery housing, with the drive battery or the drive battery housing being mounted on the underbody from below. The installed drive battery or the installed drive battery housing forms at least in sections a floor of the floor assembly.

Hierdurch ersetzt die Antriebsbatterie den Boden der Bodengruppe. Hierdurch wird das Kraftfahrzeug, d.h. die Karosserie, insbesondere die Bodengruppe, leichter und benötigt weniger Bauteile. Ferner kann ein Bauraum in Fahrzeughöhenrichtung (Z-Richtung) hierdurch verringert werden bzw. es können höhere Batteriezellen eingebaut werden.As a result, the drive battery replaces the floor of the floor assembly. This makes the motor vehicle, i.e. the body, in particular the underbody, lighter and requires fewer components. Furthermore, a space in the vehicle height direction (Z-direction) can be reduced as a result, or taller battery cells can be installed.

Vorteilhaft erstreckt sich die Antriebsbatterie im Wesentlichen über eine gesamte Breite der Bodengruppe, d.h. im Wesentlichen über einen gesamten Bauraum zwischen dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger.Advantageously, the drive battery extends essentially over the entire width of the underbody, i.e. essentially over an entire installation space between the left side member and the right side member.

Hierdurch können hinreichen Batteriezellen in der Antriebsbatterie untergebracht werden und es kann ein hinreichend großer Teil des Bodens der Bodengruppe ersetzt werden.As a result, sufficient battery cells can be accommodated in the drive battery and a sufficiently large part of the floor of the floor assembly can be replaced.

Ferner kann sich das Antriebsbatteriegehäuse in einem Bereich bzw. über einen möglichst großen Bereich zwischen einer Vorderachse und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs erstrecken. Vorteilhaft erstreckt sich das Antriebsenergiegehäuse von einer vorderen Stirnwand (einer Fahrgastzelle) bzw. von unterhalb der vorderen Stirnwand bis zu vorderen Enden eines linken Radhauses und eines rechten Radhauses. Ferner kann sich das Antriebsbatteriegehäuse bis unterhalb einer zweiten Sitzreihe des Kraftfahrzeugs erstrecken. Anders ausgedrückt kann sich das Antriebsbatteriegehäuse zumindest von einem Bereich zwischen einer vorderen Karosseriesäule (einer A-Säule) und einer hinteren Karosseriesäule (insbesondere einer C-Säule) verläuft und angeordnet ist.Furthermore, the drive battery housing can extend in an area or over as large an area as possible between a front axle and a rear axle of the motor vehicle. Advantageously, the drive power housing extends from a front bulkhead (a passenger compartment) or from below the front bulkhead to front ends of a left wheelhouse and a right wheelhouse. Furthermore, the drive battery housing can extend below a second row of seats in the motor vehicle. In other words, the traction battery case may extend and be located at least from a region between a front body pillar (an A pillar) and a rear body pillar (specifically, a C pillar).

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bilden die Antriebsbatterie und die Bodengruppe zusammenwirkend einen fluiddichten Boden einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs aus. Insbesondere erfolgt nur durch die Zusammenwirkung des Antriebsbatteriegehäuses und der Bodengruppe eine Fluiddichtigkeit der Fahrgastzelle nach unten hin - ohne das Antriebsbatteriegehäuse hätte die Bodengruppe keinen fluiddichten Boden, bzw. die Bodengruppe alleine ist nach unten hin nicht fluiddicht.According to a preferred development of the present invention, form the drive battery and the floor assembly cooperatively defines a fluid-tight floor of a passenger compartment of the motor vehicle. In particular, only through the interaction of the drive battery housing and the floor assembly is the passenger compartment fluid-tight from below—without the drive battery housing, the floor assembly would not have a fluid-tight floor, or the floor assembly alone is not fluid-tight from below.

Das Antriebsbatteriegehäuse ersetzt also die Funktion eines durchgängigen fluiddichten Bodens der Bodengruppe. Der Begriff „fluiddicht“ schließt in diesem Zusammenhang übrigens nicht aus, dass die Bodengruppe oder das Antriebsspeichergehäuse zusammenwirkend mit der Bodengruppe verschließbare Öffnungen für eine Leitungsdurchführung, einen Wasserablauf oder dergleichen aufweist. „Fluiddicht“ bedeutet insbesondere „flüssigkeitsdicht“.The drive battery housing thus replaces the function of a continuous, fluid-tight floor of the floor assembly. Incidentally, the term “fluid-tight” in this context does not exclude the floor assembly or the drive storage housing having openings that can be closed in cooperation with the floor assembly for a cable bushing, a water drain or the like. "Fluid-tight" means in particular "liquid-tight".

Zwischen dem Antriebsbatteriegehäuse und der Bodengruppe kann eine Dichtung oder ein dichtender Klebstoff geeignet angeordnet sein, so dass das montierte Antriebsbatteriegehäuse die Bodengruppe nach unten hin vollständig abdichtet.A seal or a sealing adhesive can be suitably arranged between the drive battery housing and the floor assembly, so that the mounted drive battery housing completely seals the floor assembly at the bottom.

Die Dichtung kann beispielsweise aus Butyl ausgebildet sein. Die Dichtung kann als Flachdichtung, Lippendichtung oder Profildichtung ausgebildet sein.The seal can be made of butyl, for example. The seal can be designed as a flat seal, lip seal or profile seal.

Vorteilhaft hat das Antriebsbatteriegehäuse einen umlaufenden Dichtflansch, der auch gleichzeitig ein Montagflansch sein kann, mit einer durchgängig umlaufenden Dichtfläche zur Abdichtung des Antriebsspeichergehäuses gegenüber der Bodengruppe.Advantageously, the drive battery housing has a circumferential sealing flange, which can also be a mounting flange at the same time, with a continuous circumferential sealing surface for sealing the drive accumulator housing with respect to the floor assembly.

Der umlaufende Dichtflansch befindet sich vorteilhaft in einer Ebene, d.h. in einer Ebene parallel zu einer xy-Ebene eines Fahrzeugkoordinatensystems. Hierdurch ist eine Dichtigkeit besser herstellbar.The peripheral sealing flange is advantageously located in one plane, i.e. in a plane parallel to an xy plane of a vehicle coordinate system. As a result, tightness can be produced better.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann die Bodengruppe eine vordere Querträgerstruktur und eine hintere Querträgerstruktur aufweisen, wobei die Antriebsbatterie an dem linken Längsträger und an dem rechten Längsträger sowie an der vorderen Querträgerstruktur und an der hinteren Querträgerstruktur montiert ist. Der vorstehend genannte Dichtflansch liegt in diesem Fall an entsprechenden Flanschdichtflächen der Längsträger und der Querträgerstrukturen an.According to an advantageous development of the motor vehicle according to the invention, the underbody can have a front cross member structure and a rear cross member structure, with the drive battery being mounted on the left side member and on the right side member as well as on the front cross member structure and on the rear cross member structure. In this case, the aforementioned sealing flange rests against corresponding flange sealing surfaces of the side members and the cross member structures.

Vorteilhaft hat die Bodengruppe zwischen der vorderen Querträgerstruktur und der hinteren Querträgerstruktur zumindest einen weiteren Querträger, der jeweils mit dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger verbunden ist bzw. zwischen dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger verläuft. Der weitere Querträger kann ein Sitzquerträger oder einen Fersenblechquerträger sein. Vorteilhaft hat die Bodengruppe mehrere weitere Querträger, zwischen denen jeweils ein Freiraum ausgebildet ist, so dass die Bodengruppe nach unten hin offen ist. Der oder die Sitzquerträger sind vorteilhaft im Bereich hinter der Stirnwand bis zu einer B-Säule angeordnet und dienen einer Befestigung einer vorderen Sitzreihe, d.h. von Vordersitzen sowie einer Kollisionsfestigkeit der Bodengruppe in Querrichtung. Der Fersenblechquerträger ist üblicherweise im Bereich eines vorderen Endes einer zweiten Sitzreihe angeordnet dient der Befestigung der zweiten Sitzreihen sowie ebenfalls einer Kollisionsfestigkeit der Bodengruppe in Querrichtung.The underbody advantageously has at least one further cross member between the front cross member structure and the rear cross member structure, which is connected to the left side member and the right side member or runs between the left side member and the right side member. The additional cross member can be a seat cross member or a heel plate cross member. Advantageously, the floor assembly has several additional cross members, between which a free space is formed, so that the floor assembly is open at the bottom. The seat crossmember(s) are advantageously arranged in the area behind the bulkhead up to a B-pillar and serve to fasten a front row of seats, i.e. front seats, as well as collision resistance of the floor assembly in the transverse direction. The heel plate cross member is usually arranged in the area of a front end of a second row of seats and is used to fasten the second row of seats and also to provide collision resistance for the floor assembly in the transverse direction.

Bevorzugt ist die Antriebsbatterie an dem weiteren Querträger, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, montiert. Zusätzlich oder alternativ kann die Antriebsbatterie mit dem Querträger durch eine Klebeverbindung verbunden sein, d.h. verklebt sein.The drive battery is preferably mounted on the further cross member, in particular by means of a screw connection. Additionally or alternatively, the drive battery can be connected to the cross member by an adhesive connection, i.e. glued.

Hierdurch kann eine Gesamtsteifigkeit der Bodengruppe mit der Antriebsbatterie weiter erhöht werden und auch ein Schwingungsverhalten des Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb positiv beeinflusst werden. Ferner unterstützt hierdurch die Antriebsbatterie die Querträger bzw. Querträgerstrukturen gegen ein Knicken bei einer seitlichen Kollision.As a result, the overall rigidity of the floor assembly with the drive battery can be further increased and the vibration behavior of the motor vehicle while driving can also be positively influenced. Furthermore, the drive battery thereby supports the cross member or cross member structures against buckling in the event of a lateral collision.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung weist die Bodengruppe zwischen der vorderen Querträgerstruktur und der hinteren Querträgerstruktur oder zwischen der vorderen Querträgerstruktur und einem weiteren Querträger kein Bodenblech auf - mit anderen Worten ist die Bodengruppe vorteilhaft ohne Bodenblech ausgebildet bzw. ist bodenblechfrei. Somit ist ein größerer Bereich der Bodengruppe offen ausgebildet.According to a further development, the floor assembly has no floor panel between the front cross member structure and the rear cross member structure or between the front cross member structure and a further cross member—in other words, the floor assembly is advantageously designed without a floor panel or has no floor panel. Thus, a larger area of the floor assembly is open.

Der Ausdruck „offen ausgebildet“ bedeutet, dass ein freier, offener Bereich ausgebildet ist, der eine Durchgangsöffnung bildet, so dass die Bodengruppe nach unten hin offen ausgebildet ist.The term "open" means that a free, open area is formed, which forms a through opening, so that the floor assembly is open at the bottom.

Alternativ oder zusätzlich kann die Bodengruppe zwischen dem linken Längsträger und dem rechten Längsträger zumindest einen weiteren Längsträger, der mit der vorderen Querträgerstruktur und/oder der hinteren Querträgerstruktur verbunden ist, aufweisen. Der weitere Längsträger kann beispielsweise in der Mitte angeordnet sein und dort einen Mitteltunnel ausbilden.Alternatively or additionally, the floor assembly can have at least one further longitudinal member between the left longitudinal member and the right longitudinal member, which is connected to the front cross member structure and/or the rear cross member structure. The additional longitudinal member can be arranged in the middle, for example, and can form a center tunnel there.

Die Bodengruppe weist vorteilhaft überhaupt kein Bodenblech auf.The floor assembly advantageously has no floor panel at all.

Ein Bodenblech ist üblicherweise ein einschaliges Bauteil, insbesondere ein flächiges Bauteil, gegebenenfalls ein einlagiges Bauteil, das kein Hohlprofil oder dergleichen aufweist bzw. ausbildet und daher keinen Karosserieträger ausbildet.A floor panel is usually a single-shell component, in particular a flat component, optionally a single-layer component that does not have or form a hollow profile or the like and therefore does not form a body support.

Bevorzugt sind 40 bis 85 % der Fläche zwischen dem rechten Längsträger und dem linken Längsträger sowie der vorderen Querträgerstruktur und der hinteren Querträgerstruktur offen, d.h. ohne Bodenblech und ohne Querträger, ausgebildet.Preferably 40 to 85% of the area between the right side member and the left side member and the front cross member structure and the rear cross member structure is open, i.e. without a floor panel and without a cross member.

Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.The developments of the invention listed above can be combined with one another in any way that is possible and sensible.

Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.

  • 1 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer Antriebsbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt schematisch eine Perspektivansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Karosserie und einer Antriebsbatterie vor einer Montage des Antriebsbatterie an der Karosserie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Kraftfahrzeugs mit der Karosserie und der montierten Antriebsbatterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt schematisch eine Perspektivansicht von unten des Kraftfahrzeugs mit der Karosserie ohne der Antriebsbatterie.
  • 5 zeigt schematisch eine Perspektivansicht von oben des Kraftfahrzeugs mit der Karosserie und der montierten Antriebsbatterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
A brief description of the characters follows.
  • 1 FIG. 12 schematically shows a sectional view of a drive battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2 shows a schematic perspective view of a motor vehicle with a body and a drive battery before the drive battery is mounted on the body according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • 3 12 schematically shows a sectional view of the motor vehicle with the body and the drive battery mounted according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • 4 shows schematically a perspective view from below of the motor vehicle with the body without the traction battery.
  • 5 12 schematically shows a perspective view from above of the motor vehicle with the body and the drive battery mounted according to the embodiment of the present invention.

Es folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 5.The following is a description of an embodiment of the present invention with reference to FIG 1 until 5 .

In 1 ist eine Antriebsbatterie 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht sehr schematisch gezeigt. Die Antriebsbatterie 1 ist zur Montage an eine Karosserie eines Personenkraftfahrzeug ausgebildet. Der Antriebsbatterie 1 ist ein sogenannter Hochvoltspeicher zum Antrieb eines Elektroantriebsmotors des Personenkraftfahrzeugs. Die Antriebsbatterie 1 ist sandwichartig aus mehreren Lagen aufgebaut. Von oben beginnend hat die Antriebsbatterie 1 eine Deckelwand 35 als Teil eines Antriebsbatteriegehäuses 3. Die Deckelwand 35 ist über eine obere Klebstofflage 9 mit einer Oberseite einer Batteriezellenlage 5 flächig verbunden. Ferner ist eine Unterseite der Batteriezellenlage 5 über eine untere Klebstofflage 11 mit einer Abstützlage 7 flächig verbunden. Die Abstützlage 7 ist wiederum an ihrer Unterseite über eine weitere Klebstofflage 13 mit einer Bodenwand 33 des Antriebsbatteriegehäuses 3 verbunden.In 1 a drive battery 1 according to the exemplary embodiment of the present invention is shown very schematically in a sectional view. The drive battery 1 is designed for mounting on a body of a passenger vehicle. The drive battery 1 is a so-called high-voltage storage device for driving an electric drive motor of the passenger vehicle. The drive battery 1 is made up of several layers like a sandwich. Starting from the top, the drive battery 1 has a cover wall 35 as part of a drive battery housing 3. The cover wall 35 is connected over an area of an upper adhesive layer 9 to a top side of a battery cell layer 5. Furthermore, an underside of the battery cell layer 5 is connected over a surface area to a support layer 7 via a lower adhesive layer 11 . The support layer 7 is in turn connected on its underside to a bottom wall 33 of the drive battery housing 3 via a further adhesive layer 13 .

Die Batteriezellenlage 5 besteht aus einer Vielzahl von Batteriezellen. Jede Batteriezelle 51 besteht wiederum aus einem Batteriezellengehäuse 53 aus Aluminium oder Stahl, in dem ein Zellwickel 55 aufgenommen ist. Die Batteriezellen 51 sind sogenannte Rundzeilen mit einer kreiszylindrischen Form. Die Batteriezellen 51 sind hochkant, d.h. vertikal, in der Batteriezellenlage 5 angeordnet, so dass sie mit ihren Mantelflächen aneinander angrenzen. Die oberen Stirnseiten der Batteriezellen 51 sind jeweils mit der Klebstofflage 9 und damit mit der Deckelwand 35 verbunden. Die unteren Stirnseiten der Batteriezellen 51 sind jeweils mit der Klebstofflage 11 und damit mit der Abstützlage 7 verbunden.The battery cell layer 5 consists of a large number of battery cells. Each battery cell 51 in turn consists of a battery cell housing 53 made of aluminum or steel, in which a cell coil 55 is accommodated. The battery cells 51 are so-called round cells with a circular-cylindrical shape. The battery cells 51 are arranged on edge, i.e. vertically, in the battery cell layer 5, so that their outer surfaces abut one another. The upper end faces of the battery cells 51 are each connected to the adhesive layer 9 and thus to the cover wall 35 . The lower end faces of the battery cells 51 are each connected to the adhesive layer 11 and thus to the support layer 7 .

In der oberen Klebstofflage 9 ist ein nicht weiter dargestelltes Batteriezellenkontaktierungssystem eingebettet, das die Pole der Batteriezellen 51 geeignet miteinander verbindet. Der Klebstoff umgibt Leiterbahnen des Batteriezellenkontaktierungssystems. Beide Pole der Batteriezellen 51 befinden sich an der oberen Stirnseite der Batteriezellen 51.A battery cell contacting system, which is not shown in any more detail, is embedded in the upper adhesive layer 9 and suitably connects the poles of the battery cells 51 to one another. The adhesive surrounds the conductor tracks of the battery cell contacting system. Both poles of the battery cells 51 are located on the upper end of the battery cells 51.

An der unteren Stirnseite der Batteriezellen 51 sind Entgasungsöffnungen ausgebildet. Komplementär zu den Entgasungsöffnungen der Batteriezellen 51 sind Aussparungen bzw. Entgasungsräume in der Abstützlage 7 ausgebildet. Entsprechend hat auch die Klebstofflage 11 Aussparungen. Die Aussparungen sind geeignet über Entgasungskanäle miteinander verbunden, so dass aus einer Batteriezelle 51 entweichendes Gas über die Entgasungskanäle der Abstützlage 7 abgeführt werden kann.Degassing openings are formed on the lower end face of the battery cells 51 . Complementary to the degassing openings of the battery cells 51 , recesses or degassing spaces are formed in the support layer 7 . Accordingly, the adhesive layer 11 has recesses. The recesses are suitably connected to one another via degassing channels, so that gas escaping from a battery cell 51 can be discharged via the degassing channels of the support layer 7 .

Die Abstützlage 7 besteht aus einem geschäumten Polyurethan und ist deformierbar. Bei einer Bodenkollision der in das Kraftfahrzeug eingebauten Antriebsbatterie 1 wird dabei gegebenenfalls die Bodenwand 33 zusammen mit der Abstützlage 7 verformt und kann damit Kollisionsenergie durch Deformation zum Schutz der Batteriezellenlage 5.The support layer 7 consists of a foamed polyurethane and is deformable. In the event of a ground collision of the drive battery 1 installed in the motor vehicle, the base wall 33 may be deformed together with the support layer 7 and can thus absorb collision energy through deformation to protect the battery cell layer 5.

In 2 ist der Zustand vor einer Montage der Antriebsbatterie 1 an einer Karosserie 100 gezeigt. Die Karosserie 100 ist in 1 nicht vollständig dargestellt, sondern im Wesentlichen nur eine Bodengruppe 105 der Karosserie 100. Die Karosserie 100 bzw. die Bodengruppe 105 hat einen linken Seitenschweller 107 und einen rechten Seitenschweller 108, d.h. Längsträger. Antriebsbatterie 1 hat ein wie vorstehend beschriebenes Antriebsbatteriegehäuse 3, das über seine gesamte Erstreckung im Wesentlichen eine gleiche Höhe aufweist - mit Ausnahme eines aufgesetzten Zusatzgehäuses im hinteren Bereich Antriebsbatterie 1. In dem Antriebsbatteriegehäuse 3 ist die Batteriezellenlage 5 untergebracht. In dem Zusatzgehäuse ist zum Beispiel eine Leistungselektrik untergebracht. Die Antriebsbatterie 1 wird von unten an der Bodengruppe 105 mittels Schraubverbindungen 121, 123 und gegebenenfalls zusätzlich durch Klebeverbindungen montiert.In 2 the state before assembly of the drive battery 1 on a body 100 is shown. The body 100 is in 1 not shown in full, but essentially only an underbody 105 of the body 100. The body 100 or the underbody 105 has a left side sill 107 and a right side sill 108, ie side members. Drive battery 1 has a drive battery housing 3 as described above, which has essentially the same height over its entire extent - with the exception of an attached additional housing in the rear area of drive battery 1. In The battery cell layer 5 is accommodated in the drive battery housing 3 . Power electronics, for example, are housed in the additional housing. The drive battery 1 is mounted from below on the floor assembly 105 by means of screw connections 121, 123 and, if necessary, additionally by adhesive connections.

In 3 ist eine sehr schematische Schnittansicht entlang einer y-Richtung und einer z-Richtung der Karosserie 100 gezeigt. Der Schnitt verläuft durch eine Fahrgastzelle 109 des Kraftfahrzeugs. Unten Links und unten Rechts in der 2 sind die Seitenschweller 107, 108 dargestellt, an denen von unten das Antriebsbatteriegehäuse 3 mittels Schraubverbindungen 121 montiert ist. Insbesondere ist das Antriebsbatteriegehäuse 3 an seinem umlaufenden Flansch 34, 36 mit einer dazwischen angeordneten Dichtung 19 an der Bodengruppe 105 montiert. Ferner ist in der Schnittansicht ein Querträger 115, 116, 117, 118 der Bodengruppe 105 schematisch dargestellt. Das Antriebsenergiespeichergehäuse 3 ist mit dem Querträger 115, 116, 117, 118 mittels Schraubverbindungen 123 verbunden und zusätzlich verklebt.In 3 a very schematic sectional view along a y-direction and a z-direction of the body 100 is shown. The section runs through a passenger compartment 109 of the motor vehicle. Bottom left and bottom right in the 2 the side skirts 107, 108 are shown, on which the drive battery housing 3 is mounted by means of screw connections 121 from below. In particular, the traction battery housing 3 is mounted at its peripheral flange 34, 36 to the underbody 105 with a gasket 19 interposed therebetween. Furthermore, a cross member 115, 116, 117, 118 of the floor assembly 105 is shown schematically in the sectional view. The drive energy storage housing 3 is connected to the cross member 115, 116, 117, 118 by means of screw connections 123 and additionally glued.

Das montierte Antriebsenergiespeichergehäuse 3 bildet zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe 105 aus und erstreckt sich über eine gesamte Breite der Bodengruppe 105 zwischen dem linken Seitenschweller 107 und dem rechten Seitenschweller 108. Durch die Dichtung 19 ist die Fahrgastzelle 109 nach unten hin dicht.The mounted drive energy storage housing 3 forms a floor of the floor assembly 105 at least in sections and extends over the entire width of the floor assembly 105 between the left side sill 107 and the right side sill 108. The seal 19 seals the passenger compartment 109 downwards.

Durch den sandwichartigen Aufbau der Antriebsbatterie 1 und der Verklebung der Lagen miteinander hat die Antriebsbatterie 1 eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit. Hierdurch kann die montierte Antriebsbatterie 1 mit der Bodengruppe 105 entsprechend zusammenwirken, so dass das Kraftfahrzeug insgesamt eine höhere Biege- und Torsionssteifigkeit. Mit anderen Worten kann die Antriebsbatterie 1 durch den oben beschriebenen Aufbau besonders gut eine Karosseriestrukturfunktion übernehmen.Due to the sandwich-like structure of the drive battery 1 and the bonding of the layers to one another, the drive battery 1 has high bending and torsional rigidity. In this way, the mounted drive battery 1 can interact with the floor assembly 105 accordingly, so that the motor vehicle has greater bending and torsional rigidity overall. In other words, the drive battery 1 can take over a body structure function particularly well due to the structure described above.

In 4 ist lediglich die Bodengruppe 105 ohne die Antriebsbatterie 1 in einer Perspektivansicht von unten gezeigt. Wie in 4 gezeigt ist, hat die Bodengruppe 105 hinter vorderen Radhäusern bzw. hinter einer Vorderachse eine vordere Querträgerstruktur 111 mit einer sogenannten vorderen Stirnwand, die die Fahrgastzelle nach vorne hin zu einem Fahrzeugvorderwagen begrenzt und vordere Enden der Seitenschweller 107 und 108 miteinander verbindet. Ferner hat die Bodenbaugruppe 105 vor hinteren Radhäusern bzw. vor einer Hinterachse eine hintere Querträgerstruktur 113, die hintere Enden der Seitenschweller 107 und 108 miteinander verbindet und die im Bereich einer nicht dargestellten hinteren Rücksitzbank, die eine zweiten Sitzreihe des Kraftfahrzeugs bildet, angeordnet ist. Die Bodengruppe 105 weist ferner zwischen der vorderen Querträgerstruktur 111 und der hinteren Querträgerstruktur 113 weitere Querträger, wie die Sitzquerträger 115, 116, 117 im Bereich einer vorderen Sitzreihe und einer B-Säule der Karosserie 100 auf. Im Bereich der hinteren Sitzreihe ist ein Fersenblechquerträger 118, der ebenfalls einen weiteren Querträger bildet, angeordnet. Alle Querträger 115, 116, 117, 118 verlaufen zwischen dem linken Seitenschweller 107 und dem rechten Seitenschweller 108 und sind mit diesen verbunden. Der Bereich zwischen den Seitenschwellern 107 und 108 sowie den jeweiligen Querträgerstrukturen 111 und 113 bzw. den weiteren Querträger 115, 116, 117, 118 ist offen. Die Bodengruppe 105 ist ohne Bodenblech zwischen diesen Trägern ausgebildet.In 4 only the floor assembly 105 without the drive battery 1 is shown in a perspective view from below. As in 4 is shown, the floor assembly 105 behind front wheel houses or behind a front axle has a front cross member structure 111 with a so-called front end wall, which delimits the passenger compartment to the front of the vehicle and connects front ends of the side skirts 107 and 108 to one another. Furthermore, the floor assembly 105 has a rear cross member structure 113 in front of the rear wheel housings or in front of a rear axle, which connects the rear ends of the side skirts 107 and 108 to one another and which is arranged in the area of a rear bench seat (not shown) that forms a second row of seats in the motor vehicle. The floor pan 105 also has further cross members between the front cross member structure 111 and the rear cross member structure 113 , such as the seat cross members 115 , 116 , 117 in the area of a front row of seats and a B pillar of the body 100 . In the area of the rear row of seats, a heel plate cross member 118, which also forms a further cross member, is arranged. All cross members 115, 116, 117, 118 run between the left side sill 107 and the right side sill 108 and are connected to them. The area between the side sills 107 and 108 and the respective cross member structures 111 and 113 or the further cross members 115, 116, 117, 118 is open. The floor assembly 105 is designed without a floor panel between these supports.

In 5 ist die Bodengruppe 105 mit der montierten Antriebsbatterie 1 in einer Perspektivansicht von schräg oben gezeigt. Die schraffierten Flächen zwischen den Seitenschwellern 107 und 108 sowie der vorderen Querträgerträgerstruktur 111 und der hinteren Querträgerstruktur 113 der Bodengruppe 105 zeigen eine Oberseite der Antriebsbatterie 1, insbesondere des Antriebsbatteriegehäuses 3 und des Zusatzgehäuses 37, in den offenen Bereichen zwischen den jeweiligen Trägern der Bodengruppe 105. Die Oberseite der Antriebsbatterie 1 bildet in den schraffierten Bereichen einen Boden der Fahrgastzelle 109 und ersetzt somit ein herkömmliches Bodenblech. Wie ferner in 5 zu sehen ist, erstreckt sich der Antriebsbatterie 1 von einer vorderen Querträgerstruktur 111 mit einer Stirnwand bis zu einer hinteren Querträgerstruktur 113, die hintere Enden der Seitenschweller 107 und 108 miteinander verbindet, d.h. bis zu einem hinteren Radhaus der Bodengruppe 105 unterhalb einer Rücksitzbank, die die zweite Sitzreihe bildet.In 5 shows the floor assembly 105 with the installed drive battery 1 in a perspective view obliquely from above. The hatched areas between the side sills 107 and 108 and the front cross member support structure 111 and the rear cross member structure 113 of the floor assembly 105 show an upper side of the drive battery 1, in particular the drive battery housing 3 and the additional housing 37, in the open areas between the respective supports of the floor assembly 105. The upper side of the drive battery 1 forms a floor of the passenger cell 109 in the shaded areas and thus replaces a conventional floor panel. As also in 5 can be seen, the drive battery 1 extends from a front cross member structure 111 with an end wall to a rear cross member structure 113, which connects the rear ends of the side skirts 107 and 108 to one another, i.e. to a rear wheel house of the floor assembly 105 below a rear seat bench, which forms the second row of seats.

Insgesamt liegt ein Montagedichtflansch 36 des Antriebsbatteriegehäuses 3 ringsum umlaufend dichtend an den entsprechenden Bestandteilen der Bodengruppe 105 an, so dass das Antriebsbatteriegehäuses 3 und die Bodengruppe 105 zusammenwirkend einen fluiddichten Boden der Fahrgastzelle 109 des Kraftfahrzeugs ausbilden. Der umlaufende Montagedichtflansch 36 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel in einer Dichtebene.Overall, an assembly sealing flange 36 of the drive battery housing 3 is in contact with the corresponding components of the floor assembly 105 so that the drive battery housing 3 and the floor assembly 105 interact to form a fluid-tight floor of the passenger compartment 109 of the motor vehicle. In this exemplary embodiment, the peripheral assembly sealing flange 36 is located in a sealing plane.

Die Bodengruppe 105 hat im Vergleich zu einer herkömmlichen Bodengruppe einer Karosserie kein Bodenblech und damit Freiräume zwischen den benachbarten Querträgern/Querträgerstrukturen. Diese Freiräume sind durch das Antriebsbatteriegehäuse 3 bzw. das Zusatzgehäuse 37 verschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind 65% der Bodengruppe 105 zwischen der vorderen Querträgerstruktur 111 und dem Fersenblechträger 118 ohne das Antriebsbatteriegehäuse 3 zwischen den Seitenschwellern 107, 108 und den Querträgerstrukturen 111 und 113 nach unten hin offen.In comparison to a conventional floor group of a body, the floor assembly 105 has no floor panel and thus free spaces between the adjacent cross members/cross member structures. These free spaces are closed by the drive battery housing 3 and the additional housing 37 . In the present exemplary embodiment, 65% of the underbody 105 is between the front cross member structure 111 and the heel plate support 118 without the drive battery housing 3 between them Side sills 107, 108 and the cross member structures 111 and 113 open at the bottom.

Die Antriebsbatterie 1 weist zusätzlich zu dem Antriebsbatteriegehäuse 3 das Zusatzgehäuse 37 auf, das im hinteren Bereich des Antriebsbatteriegehäuse 3, im Bereich unter der Rücksitzbank, also hinter dem Fersenblechquerträger 118, auf das Antriebsbatteriegehäuse 3 aufgesetzt ist. In dem Zusatzgehäuse 37 sind Elektrik- und Elektronikkomponenten der Antriebsbatterie 1 untergebracht, wie beispielsweise eine Leistungselektronik. Das Zusatzgehäuse 37 ragt in den Zwischenraum zwischen dem Fersenblechquerträger 118 und der hinteren Querträgerstruktur 113 hinein. Eine Oberseite des Antriebsbatteriegehäuse 3 ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Wie in 3 zu erkennen ist, ist es aus einem Gehäuseunterteil 33 und einem Gehäuseoberteil 35 ausgebildet, wobei das Gehäuseunterteil 33 einen Gehäuseunterteilflansch 34 und das Gehäuseoberteil 35 einen Gehäuseoberteilflansch 36 aufweist, wobei Gehäuseunterteil 33 und das Gehäuseoberteil 35 über den Gehäuseunterteilflansch 34 und den Gehäuseoberteilflansch 36 miteinander verbunden sind, und wobei der Gehäuseoberteilflansch 36 zur Montage des Antriebsbatteriegehäuses 33 an der Bodengruppe 105 ausgebildet ist. Zwischen dem Gehäuseoberteilflansch 36 und dem Gehäuseunterteilflansch 34 ist eine Dichtung 37 angeordnet. Ferner ist zwischen dem Gehäuseoberteilflansch 36 und der Bodenbaugruppe 105 die Dichtung 19 angeordnet.In addition to the drive battery housing 3, the drive battery 1 has the additional housing 37, which is placed on the drive battery housing 3 in the rear area of the drive battery housing 3, in the area under the rear seat bench, i.e. behind the heel plate cross member 118. In the additional housing 37 electrical and electronic components of the drive battery 1 are housed, such as power electronics. The auxiliary housing 37 protrudes into the space between the heel plate cross member 118 and the rear cross member structure 113 . An upper side of the drive battery case 3 is essentially flat. As in 3 As can be seen, it is formed from a housing bottom part 33 and a housing top part 35, with the housing bottom part 33 having a housing bottom part flange 34 and the housing top part 35 having a housing top part flange 36, with the housing bottom part 33 and the housing top part 35 being connected to one another via the housing bottom part flange 34 and the housing top part flange 36 , and wherein the housing top part flange 36 is designed for mounting the drive battery housing 33 on the underbody 105. A seal 37 is arranged between the housing upper part flange 36 and the housing lower part flange 34 . Furthermore, the seal 19 is arranged between the housing upper part flange 36 and the base assembly 105 .

Das Antriebsbatteriegehäuse 3 ist über die Schraubverbindungen 21 über den Montagedichtflansch 34, 36 mit der Bodengruppe 105 verbunden. Ferner ist das Antriebsenergiespeichergehäuse 3 bzw. das Gehäuseoberteil 35 mit den Querträgern 115, 116, 117, 118 über die Schraubverbindungen 23 verbunden.The drive battery housing 3 is connected to the floor assembly 105 via the screw connections 21 via the assembly sealing flange 34 , 36 . Furthermore, the drive energy storage housing 3 or the upper part 35 of the housing is connected to the crossbeams 115 , 116 , 117 , 118 via the screw connections 23 .

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Claims (20)

Antriebsbatterie (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsbatteriegehäuse (3), das ein Deckelwand (35) und eine Bodenwand (33) aufweist, wobei in dem Antriebsbatteriegehäuse (3) eine Batteriezellenlage (5) mit einer Vielzahl von vertikal und nebeneinander angeordneten Batteriezellen (51) und eine Abstützlage (7) angeordnet sind, wobei die Batteriezellenlage (5) mittels einer oberen Klebstofflage (9) mit der Deckelwand (35) und mittels einer unteren Klebstofflage (11) mit der Abstützlage (7), insbesondere großflächig, verklebt ist, wobei die Abstützlage (7) ferner mittels einer weiteren Klebstofflage (13) mit der Bodenwand (33) verklebt ist.Drive battery (1) for a motor vehicle with a drive battery housing (3) which has a top wall (35) and a bottom wall (33), wherein in the drive battery housing (3) there is a battery cell layer (5) with a large number of battery cells ( 51) and a support layer (7), the battery cell layer (5) being bonded to the cover wall (35) by means of an upper adhesive layer (9) and to the support layer (7) by means of a lower adhesive layer (11), in particular over a large area , wherein the supporting layer (7) is also bonded to the bottom wall (33) by means of a further layer of adhesive (13). Antriebsbatterie nach Patentanspruch 1, wobei die Batteriezellenlage (5) aus einer Vielzahl von Batteriezellen (51) ausgebildet ist, wobei jede Batteriezelle (51) aus einem Batteriezellengehäuse (53), in dem ein Zellwickel (55) aufgenommen ist, besteht, wobei jeweils eine obere Stirnseite (57) des Batteriezellengehäuse (53) mit der Deckelwand (35) verklebt ist, und wobei jeweils eine untere Stirnseite (58) der Batteriezellengehäuse (53) mit der Abstützlage (7) verklebt ist.drive battery after Claim 1 , wherein the battery cell layer (5) is formed from a large number of battery cells (51), each battery cell (51) consisting of a battery cell housing (53) in which a cell coil (55) is accommodated, with an upper end face (57 ) of the battery cell housing (53) is glued to the top wall (35), and a lower end face (58) of the battery cell housing (53) is glued to the support layer (7). Antriebsbatterie nach Patentanspruch 1, wobei die Batteriezellenlage aus einer Mehrkammerstruktur mit einer Vielzahl von vertikalen Kammern ausgebildet ist, in denen jeweils ein oder mehrere Zellwickel aufgenommen sind, wobei eine obere Stirnseite der Mehrkammerstruktur mit der Deckelwand verklebt ist, und wobei eine untere Stirnseite der Mehrkammerstruktur mit der Abstützlage verklebt ist.drive battery after Claim 1 , wherein the battery cell layer is formed from a multi-chamber structure with a plurality of vertical chambers, in each of which one or more cell coils are accommodated, with an upper face of the multi-chamber structure being glued to the cover wall, and with a lower face of the multi-chamber structure being glued to the support layer . Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Batteriezellenkontaktierungssystem, das in die obere Klebstofflage (9) und/oder in die untere Klebstofflage (11) eingebettet ist.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 3 , Furthermore, with a battery cell contacting system, which is embedded in the upper adhesive layer (9) and/or in the lower adhesive layer (11). Antriebsbatterie nach Patentanspruch 4, wobei das Batteriezellenkontaktierungssystem mit beiden Kontaktierungspolen in die obere Klebstofflage (9) eingebettet ist.drive battery after patent claim 4 , wherein the battery cell contacting system is embedded with both contacting poles in the upper layer of adhesive (9). Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei in jeder Batteriezelle (51) in der der Abstützlage (7) zugewandten Seite eine Entgasungsöffnung ausgebildet ist.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 5 , wherein a degassing opening is formed in each battery cell (51) on the side facing the support layer (7). Antriebsbatterie nach Patentanspruch 6, wobei in der Abstützlage (7) jeweils im Bereich der Entgasungsöffnungen der Batteriezellen (51) eine Aussparung vorgesehen ist, und wobei insbesondere benachbarte Aussparungen durch Entgasungskanäle miteinander verbunden sind.drive battery after claim 6 , wherein a recess is provided in the support layer (7) in the region of the degassing openings of the battery cells (51), and wherein in particular adjacent recesses are connected to one another by degassing channels. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Abstützlage (7) aus einem geschäumten Material, insbesondere einem geschäumten Kunststoff, beispielsweise geschäumten Polyurethan, ausgebildet ist.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 7 , wherein the support layer (7) is made of a foamed material, in particular a foamed plastic, for example foamed polyurethane. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei die Deckelwand (35) als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage (5) ausgebildet ist.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 8th , wherein the cover wall (35) is designed as a heat exchanger for temperature control of the battery cell layer (5). Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei die Abstützlage (7) als Wärmetauscher zur Temperierung der Batteriezellenlage (5) ausgebildet ist.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 9 , wherein the support layer (7) is designed as a heat exchanger for temperature control of the battery cell layer (5). Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei zwischen den Batteriezellen (51) Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sind bzw. wobei an Mantelflächen der Batteriezellen (51) Wärmetauschvorrichtungen vorgesehen sind.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 10 , heat exchange devices being provided between the battery cells (51) or heat exchange devices being provided on lateral surfaces of the battery cells (51). Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, wobei die Deckelwand (35) und die Bodenwand (33) durch eine Flanschverbindung (34, 36) miteinander verbunden sind, und somit insbesondere ein fluiddichtes Antriebsbatteriegehäuse (3) ausbilden.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 11 , wherein the top wall (35) and the bottom wall (33) are connected to one another by a flange connection (34, 36) and thus in particular form a fluid-tight drive battery housing (3). Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, wobei die Bodenwand (33), insbesondere innenseitig, mit einer Hitzeschutzlage, insbesondere einer Glimmerplatte, versehen ist.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 12 , wherein the bottom wall (33), in particular on the inside, is provided with a heat protection layer, in particular a mica plate. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, wobei die Bodenwand (33) und/oder die Deckelwand (35), insbesondere innenseitig, mit einer Elektroisolationslage versehen sind.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 13 , wherein the bottom wall (33) and/or the top wall (35), in particular on the inside, are provided with an electrical insulation layer. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, wobei Bodenwand (33) und/oder die Deckelwand (35) aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung oder einem Stahlwerkstoff oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet sind.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 14 , wherein the bottom wall (33) and/or the top wall (35) are made of aluminum or an aluminum alloy or a steel material or a fiber-reinforced plastic. Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 15, wobei die Antriebsbatterie (1) zur Montage an einer Bodengruppe (105) einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Bodengruppe (105) einen linken Längsträger (107) und einem rechten Längsträger (108) aufweist, wobei die Antriebsbatterie (1) bzw. das Antriebsbatteriegehäuse (3) von unten an der Bodengruppe (105) montiert ist, wobei die Deckelwand (35) zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe (105) ausbildet.Drive battery according to one of the patent claims 1 until 15 , wherein the drive battery (1) is designed for mounting on an underbody (105) of a body of the motor vehicle, the underbody (105) having a left-hand side member (107) and a right-hand side member (108), the drive battery (1) or The drive battery housing (3) is mounted on the floor assembly (105) from below, with the cover wall (35) forming at least sections of a floor of the floor assembly (105). Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und mit einer Antriebsbatterie nach einem der Patentansprüche 1 bis 16.Motor vehicle with a body and with a drive battery according to one of patent claims 1 until 16 . Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 17, wobei die Karosserie eine Bodengruppe (105) mit einem linken Längsträger (107) und einem rechten Längsträger (108) aufweist, wobei die Antriebsbatterie (1) von unten an der Bodengruppe (5) montiert ist, und wobei die montierte die Antriebsbatterie (1) zumindest abschnittsweise einen Boden der Bodengruppe (105) ausbildet.motor vehicle after Claim 17 , wherein the body has an underbody (105) with a left longitudinal member (107) and a right longitudinal member (108), the drive battery (1) being mounted on the underbody (5) from below, and the mounted drive battery (1 ) forms a floor of the floor assembly (105) at least in sections. Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 17 oder 18, wobei die Antriebsbatterie (1) und die Bodengruppe (105) zusammenwirkend einen fluiddichten Boden einer Fahrgastzelle (109) des Kraftfahrzeugs ausbilden, wobei insbesondere nur durch die Zusammenwirkung der Antriebsbatterie (1) und der Bodengruppe (105) eine Fluiddichtigkeit der Fahrgastzelle (109) erfolgt.motor vehicle after Claim 17 or 18 , wherein the drive battery (1) and the floor assembly (105) interact to form a fluid-tight floor of a passenger compartment (109) of the motor vehicle, wherein in particular only through the interaction of the drive battery (1) and the floor assembly (105) is a fluid-tightness of the passenger compartment (109) he follows. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 17 bis 19, wobei die Antriebsbatterie (1) derart ausgeführt und mit der Bodengruppe (105) verbunden ist, dass die Antriebsbatterie (1) eine Karosseriesteifigkeit für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs erhöht und dass die Antriebsbatterie (1) eine Karosseriefestigkeit für einen Kollisionslastfall des Kraftfahrzeugs erhöht.Motor vehicle according to one of Claims 17 until 19 , wherein the drive battery (1) is designed and connected to the underbody (105) in such a way that the drive battery (1) increases body rigidity for driving operation of the motor vehicle and that the drive battery (1) increases body strength for a collision load case of the motor vehicle.
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